JP2017110597A - 圧縮機ロータ及び軸流圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑えた圧縮機の抽気通路の構造を提案する。【解決手段】軸流圧縮機において圧縮通路２２を流れる空気をその内周側の内部通路２３へと抽気する構造を備えた圧縮機ロータ３は、ロータブレード３０とロータディスク３１を備える。ロータディスク３１は、外周面において円周方向に連続する翼溝８１と、翼溝８１内と内部通路２３とを連通する通路８２とを有する。ロータブレード３０は、翼溝に嵌められた根元部３０３及びプラットフォーム３０２、並びに、プラットフォーム３０２を介して根元部３０３と反対側に設けられた翼部３０１を有する。プラットフォーム３０２又はその周囲に翼溝８１内と圧縮通路２２とを連通する開口部８０が設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮機ロータ及びこれを備えた軸流圧縮機に関する。

ガスタービンエンジンは、空気を吸入・圧縮して高圧にする圧縮機と、その圧縮空気で燃料を燃焼させて高温・高圧のガスにする燃焼器と、その高温・高圧のガスを羽根車に激しく当てて当該羽根車を回転させるタービンとを基本構成として備えて、タービンから動力を取り出す原動機である。

ガスタービンエンジンの軸流式の圧縮機は、一般に、外周面において軸方向に複数の動翼列が設けられたロータと、ロータを包囲し且つ内周面において軸方向に複数の静翼列が設けられたステータとを備えており、静翼列と動翼列とが軸方向に交互に並んでいる。このような圧縮機では、静翼とこれに対し回転する動翼の作用によって、空気を吸入し、吸入した空気を圧縮して圧力を上昇させることができる。圧縮機で生成された圧縮空気は、燃焼器での燃焼用空気として使用されるほか、タービンなどの高温部の冷却や潤滑油のシールに利用されている。

特許文献１では、ロータの外周側の圧縮通路からロータの内周側の内部通路へ、圧縮空気を抽気するための抽気通路を有する圧縮機が示されている。この圧縮機のロータは、軸方向に並んだ複数のロータディスクと、各ロータディスクから半径方向外向きに延びる複数のロータブレードとから構成されている。このロータには、隣接する２つのロータディスクの間に形成された環状の入口と、この入口と連続する環状の空間である第１通路と、第１通路からロータディスク内を半径方向内向き及び軸方向に延びる第２通路とから成る、抽気通路が設けられている。この抽気通路を通って圧縮通路から内部通路へ導入された圧縮空気は、内部通路を軸方向へ流れてタービンへ送られて、タービン内の要素を冷却する。

米国特許公開ＵＳ２０１３／０２８３８１３号公報

圧縮機の抽気構造は、圧縮機内部の流体の流れを阻害せずにその一部を抽気し、且つ、抽気された流体の圧力損失を抑えることが要求され、この要求にコストを抑えて応えることが望ましい。

特許文献１の抽気通路では、第２通路がロータディスク内に形成されているため、第２通路を通る流体はロータに伴って回転する。このような第２通路へ流体が流入しやすいように、抽気通路の入口と第２通路との間に環状の第１通路が設けられている。環状の第１通路を通る流体はロータに伴って回転しないため、第１通路では抽気通路に流入した流体の流れから旋回成分が低減される。環状の第１通路は、隣接するロータディスク間において当該ロータディスクの協動によって形成されており、第１通路を形成するために隣接する２つのロータディスクの各々に位置及び形状精度が要求される加工が必要である。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、ロータの回転に伴って回転する少なくとも１つの通路と当該通路と抽気口とを繋ぐ環状の通路とを含む抽気通路の構造であって、コストを抑えることが可能なものを提案する。

本発明の一態様に係る圧縮機ロータは、軸流圧縮機において圧縮通路を流れる空気をその内周側の内部通路へと抽気する構造を備えた圧縮機ロータであって、
外周面において円周方向に連続する翼溝、及び、前記翼溝内と前記内部通路を連通する通路とを有するロータディスクと、
前記翼溝に嵌められた根元部及びプラットフォーム、並びに、前記プラットフォームを介して前記根元部と反対側に設けられた翼部を有する複数のロータブレードとを備え、
前記プラットフォーム又はその周囲に前記翼溝内と前記圧縮通路とを連通する開口部が設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明の一態様に係る軸流圧縮機は、上記圧縮機ロータと、その圧縮機ロータの前記翼部と対応する静翼を有する圧縮機ステータとを備えたものである。

上記圧縮機ロータ及び圧縮機では、ロータの外周側の圧縮通路からロータの内周側の内部通路へ圧縮空気を抽気するための抽気通路の一部分として翼溝内を利用しており、ロータディスクに形成された翼溝と通路とによって抽気通路が形成されている。そして、ロータブレードのプラットフォームと、ロータディスクの翼溝の開口縁の間の開口部が、圧縮通路に対して開口した抽気通路の抽気口である。

このように、従来のロータに設けられている翼溝を抽気通路の一部（環状の通路）として利用するので、例えば、特許文献１において隣接するロータディスクの協動により形成されている環状の通路（第１通路）を設ける必要がない。よって、ロータディスクの加工部位を省くことができ、加工コストを削減することができる。

上記圧縮機ロータ及び圧縮機において、前記開口部が、前記翼部よりも軸方向下流側に設けられていてよい。

これにより、ロータと近い旋回速度成分を持った空気を抽気することとなるので、抽気を安定して行うことができる。

上記圧縮機ロータ及び圧縮機において、前記開口部が、前記プラットフォームの軸方向端部と前記翼溝の開口縁との間に設けられた前記軸方向の間隙であってよい。

これにより、ロータディスクの直ぐ下流側又は上流側に開口部を設けることができる。よって、このロータディスクの上流側又は下流側に隣接する静翼との軸方向の間隔を広げる必要が無く、ロータの軸方向寸法の増加を抑えることができる。

上記圧縮機ロータ及び圧縮機において、前記通路は、前記翼溝内に開口した入口よりも前記内部通路に開口した出口が前記軸方向下流側に位置していてよい。

これにより、通路は入口から出口に向けて軸方向下流側へ傾いているので、抽気通路を通過する流体の流れの圧縮機の軸方向下流側へ向かう成分を増加させることができる。

上記圧縮機ロータ及び圧縮機において、前記開口部が前記ロータディスクの前記外周縁で連続的又は断続的な環状スリットを成していてよい。

このように抽気通路の抽気口である開口部が環状スリット形状であることにより、圧縮機の圧縮通路の流体の流れを阻害せずにその一部を開口部を通じて抽気通路へ抽気することができる。

上記圧縮機ロータ及び圧縮機において、前記内部入口は前記翼溝の底壁に開口しており、前記翼溝の底壁と前記根元部との間に円周方向に連続する空間が設けられていてよい。

円周方向に連続する空間では、流体が円周方向に流動することができる。これにより、翼溝内と内部通路とを繋ぐ通路の数を、ロータブレードの数よりも少なくしても全周からバランス良く抽気することができる。

上記圧縮機ロータ及び圧縮機において、前記ロータディスクが、前記出口から流出した流体を前記軸方向下流側へ案内するガイド部を有していてよい。

これにより、少なくとも１つの通路の出口（即ち、抽気通路）から圧縮機の内部通路へ流出した流体の流れの圧縮機の軸方向下流側へ向かう成分が増加する。

本発明によれば、圧縮機ロータ及び圧縮機において、ロータの回転に伴って回転する少なくとも１つの通路と当該通路と抽気口とを繋ぐ環状の通路とを含む抽気通路を、よりコストを抑えた構造とすることができる。

本発明の一実施形態に係る軸流圧縮機を採用したガスタービンエンジンの概略構成を示す一部破断側面図である。 ロータディスク及びロータブレードの軸方向と平行な上半分断面図である。 ロータディスク及びロータブレードを半径方向外側から見た図である。 ロータディスク及びロータブレードの軸方向と直交する一部断面図である。 プラットフォームと翼溝の開口縁との間の開口部がプラットフォームより軸方向上流側に位置する変形例を示した、ロータディスク及びロータブレードの軸方向と平行な上半分断面図である。 開口部がプラットフォームと翼溝の開口縁との間の断続的なスリットである変形例を示した、ロータディスク及びロータブレードを半径方向外側から見た図である。 開口部が円周方向に並ぶプラットフォームの間に形成された開口である変形例を示した、ロータディスク及びロータブレードを半径方向外側から見た図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。先ず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る軸流圧縮機（以下、単に「圧縮機２」という）を採用したガスタービンエンジン１の概略構成について説明する。図１はガスタービンエンジン１の概略側面図であって、その一部を破断して内部構造が示されている。

ガスタービンエンジン１は、圧縮機２と、燃焼器１３と、タービン１４とを基本構成要素として備えている。このガスタービンエンジン１において、圧縮機２は空気Ａを吸入して圧縮し、燃焼器１３は圧縮機２から導入した圧縮空気で燃料Ｆを燃焼させて高温高圧の燃焼ガスＧを発生させる。そして、その高温高圧の燃焼ガスＧのエネルギーによりタービン１４が駆動される。圧縮機２とタービン１４は互いのロータが結合されており、タービン１４の回転動力により、圧縮機２及び図示されない発電機などの負荷が駆動される。

次に、圧縮機２について詳細に説明する。圧縮機２は、外側のステータ４と、内側のロータ３（圧縮機ロータ）とから成る、圧縮機２の軸方向（以下、単に「軸方向Ｘ」ということがある）に延びる二重円筒構造を有している。

ステータ４は、ケーシング４１と、ケーシング４１の内周面において軸方向Ｘに並んだ複数の静翼列とから概ね構成されている。静翼列の各々は、円周方向に等間隔で並んだ複数の静翼４０で形成されている。

ロータ３は、軸方向Ｘに並んだ複数のロータディスク３１と、各ロータディスク３１の外周縁において円周方向に等間隔で並んだ複数のロータブレード（動翼）３０とから概ね構成されている。円周方向に並んだ複数のロータブレード３０によって一列の動翼列が形成されており、複数の動翼列が軸方向Ｘに並んでいる。静翼列と動翼列は軸方向Ｘに交互に配列されている。

上記構成の圧縮機２において、ステータ４（ケーシング４１）とロータ３（ロータディスク３１）との半径方向の間に、吸い込んだ空気Ａを圧縮する圧縮通路２２が形成されている。ステータ４の軸方向Ｘの一方の端部から圧縮通路２２に導入された空気Ａは、圧縮されながら軸方向Ｘの他方へ流れる。ここでは、圧縮通路２２の空気Ａの流れに基づいて、軸方向Ｘの「上流側」と「下流側」を表現することとする。

また、ロータ３の内部には、複数のロータディスク３１によって規定された内部通路２３が形成されている。内部通路２３は軸方向Ｘへ延び、タービン１４の内部と連通している。圧縮機２には、圧縮機２の途中段から圧縮通路２２の流体（即ち、圧縮空気）の一部を内部通路２３へ抽気する抽気通路８が設けられている。抽気通路８によって、内部通路２３へ導入された圧縮空気（図１中の矢印Ａ１）は、内部通路２３を軸方向Ｘへ流れてタービン１４へ送られ、タービン１４内の要素を冷却する。なお、本実施形態に係る抽気通路８は、圧縮機２の途中の一段から圧縮空気を抽気するように構成されているが、圧縮機２の一段目又は最終段から圧縮空気を抽気するように構成されていてもよく、また、圧縮機２の途中の複数段から圧縮空気を抽気するように構成されていてもよい。

続いて、抽気通路８について詳細に説明する。図２はロータディスク３１及びロータブレード３０の軸方向Ｘと平行な上半分断面図、図３はロータディスク３１及びロータブレード３０を半径方向外側から見た図、図４はロータディスク３１及びロータブレード３０の軸方向Ｘと直交する一部断面図である。

図２〜４に示すように、ロータブレード３０は、圧縮機２の動作時に表面上を空気が流れる翼部３０１と、ロータディスク３１に埋設される根元部３０３と、翼部３０１と根元部３０３の間に位置しこれらと結合されている板状のプラットフォーム３０２とを、一体的に備えている。

ロータブレード３０の根元部３０３は、本実施形態においては円周方向挿入式ダブテールとして形成されており、プラットフォーム３０２の近傍で括れたネック３０４を有している。根元部３０３の円周方向寸法及び軸方向Ｘ寸法はそれぞれプラットフォーム３０２のものより小さい。

ロータディスク３１は、軸方向Ｘに厚みを有する円盤形状を呈し、この円盤の外周縁に半径方向外向きに開口する翼溝８１が形成されている。翼溝８１は、ロータディスク３１の外周縁において円周方向に連続している。

翼溝８１の断面形状は、翼溝８１に対しロータブレード３０のプラットフォーム３０２及び根元部３０３を円周方向に挿入することができるように、ロータブレード３０のプラットフォーム３０２及び根元部３０３と概ね対応している。具体的には、翼溝８１は対向する一対の側壁８１１と、底壁８１２とを有している。側壁８１１においてロータブレード３０の根元部３０３のネック３０４と対応する位置には、膨出部８１３が形成されている。この膨出部８１３にロータブレード３０の根元部３０３のネック３０４が挟み込まれることによって、ロータブレード３０が翼溝８１から半径方向外向きに落脱しないように保持される。また、一方の側壁８１１の開口縁８１５の近傍には、プラットフォーム３０２の下面と半径方向に所定の間隙をおいて対峙し、半径方向外側を向いた外向面８１７が形成されている。この外向面８１７は、円周方向に連続している。そして、外向面８１７と開口縁８１５との間は曲面によって半径方向に滑らかに接続されている。

翼溝８１の底壁８１２とロータブレード３０の根元部３０３の間は半径方向に離間されており、底壁８１２と根元部３０３の半径方向の間に円周方向に連続する空間８１４が形成されている。

翼溝８１の開口縁８１５には、プラットフォーム３０２とロータディスク３１の外周面３１１とが概ね面一となるように、ロータブレード３０のプラットフォーム３０２が嵌合されている。そして、翼溝８１の開口縁８１５とロータブレード３０のプラットフォーム３０２との間に軸方向Ｘの間隙が生じるように、翼溝８１の開口縁８１５の軸方向Ｘ寸法はプラットフォーム３０２の軸方向Ｘ寸法よりも若干大きく形成されている。このように形成されたプラットフォーム３０２と翼溝８１の開口縁８１５との軸方向Ｘの間隙が、抽気通路８の抽気口である開口部８０となっている。この開口部８０を通じて、プラットフォーム３０２の半径方向外側より翼溝８１内へ圧縮通路２２の圧縮空気が導入される。本実施形態において、開口部８０はロータブレード３０の翼部３０１及び根元部３０３よりも軸方向Ｘ下流側のみに設けられている。つまり、プラットフォーム３０２の軸方向Ｘ上流側の辺は翼溝８１の開口縁８１５と接触しているが、同じく下流側の辺は翼溝８１の開口縁８１５と接触していない。

上記形状の翼溝８１には、少なくとも１以上の箇所にロータブレード３０のプラットフォーム３０２及び根元部３０３を半径方向の外側から内側へ差し込む図示されないスロットを有しており、このスロットを通じて翼溝８１内にロータブレード３０のプラットフォーム３０２及び根元部３０３が差し込まれる。そして、翼溝８１に差し込まれたロータブレード３０を、翼溝８１に沿って円周方向に移動させる。このようにロータブレード３０の翼溝８１への差し込みと円周方向への移動を繰り返して、所定数のロータブレード３０が翼溝８１に挿入される。なお、翼溝８１に最後のロータブレード３０を挿入したあと、この最後のロータブレード３０とロータディスク３１とが図示されない締結具で締結されて、各ロータブレード３０がロータディスク３１に対し回り止めされる。

上記のように、翼溝８１に所定数のロータブレード３０が挿入された状態において、円周方向に連なる所定数のプラットフォーム３０２によって圧縮通路２２と翼溝８１との境界壁が形成されている。そして、プラットフォーム３０２と翼溝８１の開口縁８１５との間の開口部８０は円周方向に連続しており、このように円周方向に連続する開口部８０は環状スリットを呈している。

開口部８０から翼溝８１内へ進入した空気を、その翼溝８１の底壁８１２に設けられた通路８２の内部入口８２１へ案内するために、翼溝８１内には空気の通路が形成されている。具体的には、プラットフォーム３０２の軸方向Ｘ下流側の下面と、翼溝８１の側壁８１１の外向面８１７との間が半径方向に離間しており、開口部８０から翼溝８１内へ流入した空気がこれらの間を通ることにより、翼溝８１の軸方向Ｘ中央側（根元部３０３の付近）へ案内される。また、各ロータブレード３０において、プラットフォーム３０２の円周方向寸法は根元部３０３の円周方向寸法よりも大きい。そのため、円周方向に隣接するロータブレード３０の根元部３０３同士は円周方向に離間しており、ここに翼溝８１内の空隙の一部分が形成されている。上記のように、開口部８０から翼溝８１へ進入して根元部３０３付近へ案内されてきた空気は、この空隙を通じて翼溝８１内を円周方向に移動して、後述する通路８２の内部入口８２１へ至ることができる。

ロータディスク３１の内部には、翼溝８１内に開口した内部入口８２１と、内部入口８２１よりも半径方向内側の外表面に開口した出口８２２とを繋ぐ、少なくとも１つの通路８２が設けられている。本実施形態においては、複数の通路８２がロータディスク３１の内部に放射状に設けられている。通路８２はロータディスク３１の内部に設けられていることから、ロータ３の回転に伴って回転する。そこで、通路８２は断面積を抑えた細長い通路として、通路８２を通る流体の旋回速度をロータ３の旋回速度と同程度に抑えられるようにしている。ロータブレード３０の出口及び開口部８０の入口の流体の旋回速度はロータ３の旋回速度よりも小さく、開口部８０では、ロータブレード３０の出口の流れと翼溝８１の流れとを繋ぐように流体が流れる。翼溝８１内の流体は、間欠的に存在する根元部３０３の作用によって、ロータ３の旋回速度と同程度の旋回速度を有する。そこで、上記のように通路８２内の流体の旋回速度と翼溝８１内の流体の旋回速度とを共にロータ３の旋回速度程度とすることによって、翼溝８１から通路８２へ流入する流体の圧力損失を抑えるようにしている。

通路８２の内部入口８２１は、翼溝８１の底壁８１２の軸方向Ｘの実質的中央部分に開口している。また、通路８２の出口８２２は、ロータディスク３１の軸方向Ｘ下流側の面３１２に開口している。このような通路８２は、内部入口８２１から出口８２２へ、半径方向内向き成分及び軸方向Ｘ下流側向き成分を持って延びている。本実施形態においては、ロータディスク３１に設けられた通路８２の数は、ロータブレード３０の数よりも少なく、２つのロータブレード３０に対し１つの通路８２が設けられている。但し、通路８２の数はこれに限定されず、ロータディスク３１に少なくとも１つ設けられればよい。また、通路８２の内部入口８２１の円周方向位置は、円周方向に隣接するロータブレード３０の根元部３０３同士の間である。円周方向に隣接するロータブレード３０の根元部３０３同士の間は円周方向に離間していて、ロータブレード３０の根元部３０３が存在するところよりも空隙が大きくなっている。

上記の翼溝８１内及び通路８２によって、圧縮通路２２の圧縮空気の一部を内部通路２３へ抽気する抽気通路８が形成されている。この抽気通路８の抽気口は、プラットフォーム３０２と翼溝８１の開口縁８１５とにより形成された開口部８０である。この抽気通路８によれば、圧縮通路２２の流体（即ち、圧縮空気）一部が開口部８０を通じて翼溝８１内に導入され、この圧縮空気が翼溝８１内及び翼溝８１を通じて通路８２の出口８２２から内部通路２３へ流出する。

ロータディスク３１の通路８２の出口８２２の近傍には、出口８２２から流出した流体を軸方向Ｘ下流側へ案内するガイド部８３が形成されている。本実施形態においては、ロータディスク３１の軸方向Ｘ下流側の面３１２の内周部分が、半径方向内側に行くにつれて半径方向から軸方向Ｘ下流側へ傾き、内周縁においてその傾きが急激に大きくなることによって、ガイド部８３として機能している。

以上に説明したように、本実施形態の圧縮機２は、複数のロータブレード３０とロータディスク３１を有するロータ（圧縮機ロータ）３を備えている。ロータディスク３１は、外周面３１１において円周方向に連続する翼溝８１、及び、翼溝８１内と内部通路２３とを連通する通路８２を有している。また、各ロータブレード３０は、翼溝８１に嵌められた根元部３０３及びプラットフォーム３０２、並びに、プラットフォーム３０２を介して根元部３０３と反対側に設けられた翼部３０１を有している。そして、翼溝８１の開口縁８１５とプラットフォーム３０２との間に翼溝８１内と圧縮通路２２とを連通する開口部８０が設けられている。

上記圧縮機２及びそのロータ３では、その外周側の圧縮通路２２の圧縮空気が、開口部８０を通じて翼溝８１内に進入し、ロータディスク３１に形成された翼溝８１及び少なくとも１つの通路８２を通じて、その内周側の内部通路２３へ抽気される。つまり、上記圧縮機２及びそのロータ３では、翼溝８１内と少なくとも１つの通路８２により、圧縮通路２２の流体の一部を抽気してロータ３の内部通路２３へ送る抽気通路８が形成されている。この抽気通路８の抽気口は、プラットフォーム３０２と翼溝８１の開口縁８１５の間に形成された開口部８０である。少なくとも１つの通路８２は、ロータ３の回転に伴って回転する通路である。また、この通路８２と開口部８０（抽気口）とを繋ぐ、円周方向の通路（環状の通路）として、翼溝８１内が利用されている。

このように、本実施形態に係る圧縮機２では、従来のロータ３に設けられている翼溝８１を抽気通路８の一部（円周方向に連続する環状の通路）として利用している。したがって、例えば、特許文献１において隣接するロータディスクの協動により形成されている環状の通路（第１通路）を設ける必要がない。よって、ロータディスク３１の機械加工部位を省くことができ、加工コストを削減することができる。

なお、本実施形態では、開口部８０が、翼部３０１よりも軸方向Ｘ下流側に設けられている。

これにより、翼部３０１の軸方向Ｘ下流側に設けられた開口部８０から、ロータ３と近い又は同一の旋回速度成分を持った空気を抽気することとなるので、抽気を安定して行うことができる。

また、本実施形態では、プラットフォーム３０２の軸方向Ｘ端部と翼溝８１の開口縁８１５との間に設けられた軸方向Ｘの間隙を、開口部８０としている。

これにより、ロータディスク３１の直ぐ下流側に開口部８０を設けることができる。よって、このロータディスク３１の上流側に隣接する静翼４０との軸方向Ｘの間隔を広げる必要が無く、ロータ３の軸方向Ｘ寸法の増加を抑えることができる。

なお、一般に、ロータディスク３１のロータブレード３０と接触する部分は、遠心力に耐えるために肉厚構造とする必要がある。そのため、隣接するロータディスクの協動により抽気通路が形成されている特許文献１の圧縮機のロータでは、抽気通路の入口となる部分が肉厚となっている。加えて、特許文献１の圧縮機のロータでは、流れの圧力損失を抑えるために、ロータブレードに後続する静翼よりも上流側に抽気入口が設けられるとともにこのロータブレードと後続する静翼との軸方向の間隔が拡張されている。このような理由により、特許文献１の圧縮機のロータは軸方向に長い構造となることが避けられない。一方、上記実施形態に係るロータ３では、ロータブレード３０の直ぐ下流側に抽気通路の入口（即ち、開口部８０）が設けられており、このロータブレード３０とその直ぐ下流側の静翼４０（より詳細には、静翼４０の外周側部分）と軸方向位置を一致させることができる。よって、本実施形態に係るロータ３では、上記特許文献１のような従来のロータと比較して、ロータ３を軸方向Ｘに短い構造とすることが可能である。

また、本実施形態に係る圧縮機２及びそのロータ３において、翼溝８１内に開口した内部入口８２１よりも内部通路２３に開口した出口８２２が軸方向Ｘ下流側に位置している。

これにより、通路８２は内部入口８２１から出口８２２に向けて軸方向Ｘ下流側へ傾き、抽気通路８を通過する流体の流れの軸方向Ｘ下流側へ向かう成分が増加する。

また、本実施形態の圧縮機２及びそのロータ３では、開口部８０がロータディスク３１の外周縁で連続的な環状スリットを成している。

このように抽気通路８の入口である開口部８０が環状スリット形状であることにより、圧縮通路２２の流体の流れを阻害せずにその一部を開口部８０を通じて抽気通路８へ抽気することができる。

また、本実施形態の圧縮機２及びそのロータ３では、通路８２の内部入口８２１は翼溝８１の底壁８１２に開口しており、翼溝８１の底壁８１２とロータブレード３０の根元部３０３との間に円周方向に連続する空間８１４が設けられている。

これにより、円周方向に連続する空間８１４では、流体が円周方向に流動することができる。これにより、空間８１４を通じて周囲の流体が通路８２へ流れ込むので、ロータブレード３０の数よりも通路８２の数を少なくすることができる。

また、本実施形態の圧縮機２及びそのロータ３では、ロータディスク３１が、通路８２の出口８２２から流出した流体を軸方向Ｘ下流側へ案内するガイド部８３を有している。

これにより、通路８２の出口８２２から流出した流体は、ガイド部８３に案内されることによって、流れの軸方向Ｘ下流側向きの成分が増加する。これにより、抽気された流体が、タービン１４に向かって軸方向Ｘ下流側へ速やかに流れる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の圧縮機２及びそのロータ３の構成は例えば以下のように変更することができる。

例えば、上記実施形態において、抽気通路８の抽気口である開口部８０は、プラットフォーム３０２より軸方向Ｘ下流側に位置して、翼部３０１（動翼）に沿って流れたあとの流体を開口部８０を通じて翼溝８１へ導入するようにしている。これに関し、図５に示すように、ロータブレード３０のプラットフォーム３０２の軸方向Ｘ上流側と翼溝８１の軸方向Ｘ上流側の開口縁８１５との間に軸方向Ｘの間隙を設けることにより、開口部８０をプラットフォーム３０２より軸方向Ｘ上流側に設けてもよい。このように、開口部８０が翼部３０１の軸方向Ｘ上流側に位置する場合、静翼４０に沿って流れたあとの流体が開口部８０を通じて翼溝８１へ導入されることとなるため、回転速度成分の小さい又は無い流体を加速するように開口部８０の軸方向Ｘ上流側に図示されない整流部材を設けてもよい。

また、例えば、上記実施形態において、開口部８０は円周方向に連続しており、ロータディスク３１の外周縁において連続的な環状スリットを形成している。これに関し、図６に示すように、開口部８０が、ロータディスク３１の外周縁において円周方向に断続的な開口を形成していてもよい。なお、図６に示す例では、ロータブレード３０のプラットフォーム３０２の軸方向Ｘ下流側端部に切欠き３１７が設けられており、この切欠き３１７と翼溝８１の軸方向Ｘ下流側の開口縁８１５とによって形成された開口を開口部８０としている。

また、開口部８０は、プラットフォーム３０２又はその周囲に設けられて翼溝８１内と圧縮通路２２とを連通していれば足り、必ずしも、開口縁８１５とプラットフォーム３０２とによって形成されているものに限られない。例えば、開口部８０は円周方向に隣接する翼部３０１同士の間に設けられていてもよい。この場合、例えば、図７に示すように、円周方向に隣接するロータブレード３０のプラットフォーム３０２の一方又は両方の端部に切欠き３１８が設け、この切欠き３１８によってプラットフォーム３０２同士の間に形成された開口を開口部８０としてよい。

なお、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

２ ：圧縮機
３ ：ロータ
４ ：ステータ
８ ：抽気通路
１４ ：タービン
２２ ：圧縮通路
２３ ：内部通路
４０ ：静翼
４１ ：ケーシング
３０ ：ロータブレード（動翼）
３１ ：ロータディスク
８０ ：開口部（抽気口）
８１ ：翼溝
８２ ：通路
８３ ：ガイド部
３０１ ：翼部
３０２ ：プラットフォーム
３０３ ：根元部
８１２ ：底壁
８１４ ：空間
８１５ ：開口縁
８２１ ：内部入口
８２２ ：出口

Claims (8)

1. 軸流圧縮機において圧縮通路を流れる空気をその内周側の内部通路へと抽気する構造を備えた圧縮機ロータであって、
   外周面において円周方向に連続する翼溝、及び、前記翼溝内と前記内部通路を連通する通路とを有するロータディスクと、
   前記翼溝に嵌められた根元部及びプラットフォーム、並びに、前記プラットフォームを介して前記根元部と反対側に設けられた翼部を有する複数のロータブレードとを備え、
   前記プラットフォーム又はその周囲に前記翼溝内と前記圧縮通路とを連通する開口部が形成されている、
   圧縮機ロータ。
2. 前記開口部が、前記翼部よりも軸方向下流側に設けられている、
   請求項１に記載の圧縮機ロータ。
3. 前記開口部が、前記プラットフォームの軸方向端部と前記翼溝の開口縁との間に設けられた軸方向の間隙である、
   請求項１又は２に記載の圧縮機ロータ。
4. 前記通路は、前記翼溝内に開口した入口よりも前記内部通路に開口した出口が前記軸方向下流側に位置している、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧縮機ロータ。
5. 前記開口部が前記ロータディスクの前記外周面で連続的又は断続的な環状スリットを成している、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧縮機ロータ。
6. 前記通路が前記翼溝の底壁に開口しており、
   前記翼溝の底壁と前記根元部との間に円周方向に連続する空間が設けられている、
   請求項１〜５のいずれか一項記載の圧縮機ロータ。
7. 前記ロータディスクが、前記通路から前記内部通路へ流出した流体を前記軸方向下流側へ案内するガイド部を有する、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の圧縮機ロータ。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の圧縮機ロータと、圧縮機ロータの前記翼部と対応する静翼を有する圧縮機ステータとを備えた、軸流圧縮機。

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